Малогабаритный радиоспектрометр электронного парамагнитного резонанса Советский патент 1988 года по МПК G01N24/10 

10

15i

11427265

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при разработке и изготовлении радиоспектрометров электронного парамагнитного резонанса (ЭПР)

Цель изобретения - упрощение настройки радиоспектрометра путем устранения деформации лолюсных наконечников и наречения параллельности их рабочих плоскостей при разогреве катушек электромагнита.

На фиг. 1 приведена блок-схема малогабаритного радиоспектрометра ЭПР; на фиГо 2 - сепаратор, пример Ъьшолненияо

Малогабаритный радиоспектрометр ЭПР содержит электромагнит I броневого типа, магнитопровод которого выполнен в виде двух плотно соединенных между собой стаканов 2 и 3 с цилиндрической поверхностью .в виде гофр 4, блок 5 развертки, блок 6 регистрации, блок СВЧ 7, рабочий резонатор 8, боковые стенки которого образованы торцами полюсных наконечников 9 и 10 электромагнита 1, причем полюсные наконе.чники 9 и 10 жестко и без зазора соединены соответственно с торцовыми стенками стаканов 2 и 3, юстировочный механизм, представляющий собой набор одинаковых юстировочных винтов I1, пропущенных через сквозные отверстия в торцовых стенках стаканов 2 и 3 и закрепленных с внешней стороны стаканов 2 и 3 параллельно образующей цилиндрической поверхности посредством резьбовых соединений во флан20

25

30

35

го к выходу блока 5 развертки магнитного поля о При выполнении разонанс- ных условий в процессе развертки поляризующего магнитного поля сигнал ЭПР в виде отраженной от рабочего резонатора 8 электромагнитной волны поступает в блок СВЧ 7, преобразуется в электрический сигнал, а затем регистрируется и обрабатывается в блоке 6 регистрации.

Электромагнит 1 создает однородное поляризующее магнитное поле на образце. Юстировка лараллельности рабочих плоскостей полюсных наконечников 9 и JO для получения требуемой однородности магнитного поля осуществляется за счет деформаи ии цилиндрической поверхности стаканов 2 и 3, выполненной в виде гофр 4, при вращении юстировочных винтов 11, приводящей к изменению наклона полюсных наконечников 9 и 10, которые жестко соединены с торцовыми стенками стаканов 2 и 3, что позволяет в пределах деформации гофрированных поверхнос-г тей стаканов 2 и 3 обеспечить жестко фиксированное изменение положения рабочих плоскостей полюсных наконечников 9 и 10 друг относительно друга.

Стабилизация температуры блока из полюсных наконечников 9 и 10 и рабочего резонатора 8 с целью устранения деформации полюсных наконечников 9 и 10 и нарушения параллельности их рабочих плоскостей при разогреве катушек электромагнита осуществляется посредством устройства охлаждения

цах 12 и 13 стаканов 2 и 3, и устрой-до электромагнита 1. Хладагент, в частство охлаждения электромагнита 1, состоящее из подводящих патрубков 14 и 15 в торцовой стенке стаканов 2 и 3 и двух сепараторов с уплотняющими кольцами 16, каждый из которых выполнен в виде втулки 17 с внутренней 18 и наружной 19 многозаходной резьбой и с кольцевыми проточками 20 по краям и расположен на занижении диаметров полюсных наконечников 9 и 10 внутри катушек электромагнита 1.

Радиоспектрометр ЭПР работает следующим образо.м.

Исследуемый парамагнитньй образец помещается в электромагнитное СБЧ- поле, возбуждаемое блоком СВЧ 7 в рабочем резонаторе 8, и поляризующее магнитное поле, создаваемое с помощью электромагнита 1, подключенно45

ности вода, поступает по подводящим патрубкам 14, находящимся в торцовой стенке стаканов 2 и 3, циркулирует по внутренней 18, а затем по наружной 19 винтовым канавкам втулки 19 и по пат рубкам 15 выводится наружу. Эффективность охлаждения проточной водой определяется многозаходностью внутренней 18 и наружной 19 резьбы втулки 17, так как большая много- заходность резьбы обеспечивает большее проходное сечение водяного канала сепаратора. Уплотняющие кольца 16 обеспечивают герметичность водяно- сг го контура, а кольцевые проточки 20 по краям втулки 17 предназначены для перетока хладагента из внутренней 18 винтовой канавки втулки 17 в наружную 19. В результате циркуляции

50

го к выходу блока 5 развертки магнитного поля о При выполнении разонанс- ных условий в процессе развертки поляризующего магнитного поля сигнал ЭПР в виде отраженной от рабочего резонатора 8 электромагнитной волны поступает в блок СВЧ 7, преобразуется в электрический сигнал, а затем регистрируется и обрабатывается в блоке 6 регистрации.

Электромагнит 1 создает однородное поляризующее магнитное поле на образце. Юстировка лараллельности рабочих плоскостей полюсных наконечников 9 и JO для получения требуемой однородности магнитного поля осуществляется за счет деформаи ии цилиндрической поверхности стаканов 2 и 3, выполненной в виде гофр 4, при вращении юстировочных винтов 11, приводящей к изменению наклона полюсных наконечников 9 и 10, которые жестко соединены с торцовыми стенками стаканов 2 и 3, что позволяет в пределах деформации гофрированных поверхнос-г тей стаканов 2 и 3 обеспечить жестко фиксированное изменение положения рабочих плоскостей полюсных наконечников 9 и 10 друг относительно друга.

Стабилизация температуры блока из полюсных наконечников 9 и 10 и рабочего резонатора 8 с целью устранения деформации полюсных наконечников 9 и 10 и нарушения параллельности их рабочих плоскостей при разогреве катушек электромагнита осуществляется посредством устройства охлаждения

5

ности вода, поступает по подводящим патрубкам 14, находящимся в торцовой стенке стаканов 2 и 3, циркулирует по внутренней 18, а затем по наружной 19 винтовым канавкам втулки 19 и по пат рубкам 15 выводится наружу. Эффективность охлаждения проточной водой определяется многозаходностью внутренней 18 и наружной 19 резьбы втулки 17, так как большая много- заходность резьбы обеспечивает большее проходное сечение водяного канала сепаратора. Уплотняющие кольца 16 обеспечивают герметичность водяно- г го контура, а кольцевые проточки 20 по краям втулки 17 предназначены для перетока хладагента из внутренней 18 винтовой канавки втулки 17 в наружную 19. В результате циркуляции

0

воды непосредственно по поверхности полюсных наконечников 9 и 10 и внутренней поверхности катушек электромагнита обеспечивается эффективная стабилизация температуры блока из полюсных наконечников 9 и 10 и рабочего резонатора 8.

В малогабаритном радиоспектрометре ЭПР наличие устройства охлаждения электромагнита позволяет предотвратить разогр& в электромагнита при увеличении тока в катушках электромагнита и существенно расширить диа- пазон изменения поляризующего магнитного поля радиоспектрометра.

Таким образом, изобретение обеспе- Ч1шает охлаждение как катушек электромагнита, так и непосредственно самих полюсных наконечников с рабочим резонатором, боковые стенки которого образованы торцами лолюсных наконечников, что позволяет с наибольшей эффективностью при сохране- НИИ малогабаритности конструкции ста- билизирювать температуру блока из полюсных наконечников и рабочего резонатора и полностью устранить деформацию полюсных наконечников и нарушение параллельности их рабочих плоскостей при разогреве катушек электромагнита. Вследствие этого

нет необходимости в дополнительных подстройках параллельности рабочих плоскостей полюсных наконечников при разогреве катушек электромагнита в процессе работы радиоспектрометра ЭПР, в результате чего процесс настройки радиоспектрометра значительно упрощается.

Формула изобретения

Малогабаритный радиоспектрометр электронного парамагнитного резонанса по авт.св. № 1242789, о т л и- чающийс я тем, что, с целью упрощений настройки радиоспектрометра путем устранения деформации полюсных наконечников и нарушения параллельности их рабочих плоскостей при разогреве катушек электромагнита, в него дополнительно введено устройство охлаждения электромагнита, состоящее из подводящих патрубков в торцовой стенке стаканов и двух сепараторов с уплотняющими к ольцами, каждый из которых выполнен в виде втулки с внутренней и наружной многоза- ходной резьбой и с кольцевыми проточками по краям и расположен на цилинд- ршюской части полюсных наконечников внутри катушек электромагнита, при этом подводящие патрубки подсоединены к сепараторам.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при разработке и изготовлении радиоспектрометров электронного парамагнитного резонанса. Цель изобретения - упрощение настройки радиоспектрометра путем устранения деформации полюсных наконечников и нарушения параллельности их рабочих плоскостей при разогреве катушек электромагнита. Радиоспектрометр содержит электромагнит броневого типа, магнитопровод которого выполнен в виде двух плотно соединенных между собой стаканов с цилиндрической поверхностью в виде гофр, блок развертки, блок регистрации, блок СЕЧ, рабочий резонатор, боковые стенки которого образованы торцами полюсных наконечников электромагнита, причем полюсные наконечники жестко и без зазора соединены с торцовыми стенками стаканов, юстировочный механизм, представляющий собой набор одинаковых юстировочных винтов, пропущенных через сквозные отверстия в торцовых стенках стаканов и закрепленных с внешней стороны стаканов параллельно образующей цилиндрической поверхности посредством резьбовых соединений во фланцах стаканов, и устройство охлаждения электромагнита, состоящее из подводящих патрубтсов в торцовой стенке стаканов и двух сепараторов с уплотняющими кольцами, каждый из которых выполнен в виде втулки с внутренней и наружной многоза- ходной резьбой и с кольцевыми проточками по краям и расположен на занижении диаметров полюсных наконечников внутри катушек электромагнита 2 ил. (Л

11Г

Вода Ш

15 J Sbixod

го

13